crh2型动车组国产化bcu通信网关的设计与实现

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1、2010年第2期机　　车　　电　　传　　动№2,20102010年2月10日ELECTRICDRIVEFORLOCOMOTIVESMar.10,2010研CRH2型动车组国产化BCU究通信网关的设计与实现开发聂晓波，王立德，申萍，李成刚（北京交通大学电气工程学院，北京100044）作者简介：聂晓波（1983-），女，博士研究生，研究方向摘要：介绍了CRH2型动车组国产化制动控制单元(BCU)与车辆信息终端装置之间的通信网为牵引控制与网络。关，提出了网关硬件系统的实现方案，并给出其主程序以及各个子程序的设计思路，实现了BCU与车辆信息终端装置之间的通信。

2、并通过将国产化BCU在CRH2型动车组BCU试验台试验，对设计网关功能进行验证。关键词：CRH2型动车组；BCU通信网关；HDLC；RS485；ARM中图分类号：TP393；U266.2文献标识码：A文章编号：1000-128X(2010)02-0005-04DesignofCRH2EMUsBCUCommunicationGatewayNIEXiao-bo,WANGLi-de,SHENPing,LICheng-gang(SchoolofElectricalEngineering,BeijingJiaotongUniversity,Beijing1000

3、44,China)Abstract:ThispaperpresentedthecommunicationgatewaybetweenCRH2EMUsdomesticBCUandtrainmessageterminator.ProvidedahardwarerealizationsolutionofBCUcommunicationnetworkandgaveasolutiontothemainprogramanditssubprogram.ThecommunicationbetweenBCUandtrainmessageterminatorhasbeen

4、realized.ThefunctionofBCUgatewayisverifiedinthewayofconnectingtheCRH2EMUsBCUtestbenchanddomesticBCU.Keywords:CRH2EMUs;BCUcommunicationgateway;HDLC;RS485;ARM传输的实时性和可靠性，使整个系统的安全性和易维0引言护性提高。因此，列车控制网络已成为现代车辆制动网关是将2个使用不同协议的网络段连接在一起[3]的重要组成部分。的设备。其在2个不同的协议之间进行转换，从而使不本文在对CRH2型动车组列车控制网络

5、系统进行分同网络之间进行互联。CRH2型动车组国产化BCU通信析的基础上，设计了BCU通信网关，具有接收、转换和网关用于国产化BCU与车辆信息终端装置之间的互转发RS485数据包和HDLC协议数据包的功能，完成了联。协议转换和网间互联的功能。采用嵌入式网关的设计制动系统是轨道车辆的关键设备，是运行安全和思路，即采用嵌入式处理器作为硬件平台，具有体积品质的重要保障，它是体现车辆综合技术水平的主要[4]小、开销小、功耗低和性能可靠的特点。指标之一。因此，世界各国在发展轨道交通的过程中，[1,2]1CRH2型动车组列车控制网络结构都把提高制动技术作为一个重要

6、课题进行研究。随着工业控制网络技术的发展及成熟，其应用场CRH2型动车组列车控制网络的车辆信息总线为光合更加广泛。目前国外引进的动车组控制系统中，均纤环网，连接所有中央装置与终端装置，采用ANSI/采用了列车控制网络技术。将工业网络制动技术应用ATA-878.1(ARCNET)协议。BCU与车辆信息终端装置之于列车制动技术后，实现了列车的整列制动而非单车间的通信接口采用高级链路层控制HDLC协议，NRZI制动，进一步减小了车辆纵向冲动，提高了制动指令编码，波特率为192kb，采用CRC校验方式，光纤传送。车辆信息终端采用轮询方式对BCU的状态进行查询。

7、收稿日期：2009-08-26图1为CRH2型动车组列车控制网络结构。—5—机　　车　　电　　传　　动2010年对来自列车控制网络的制动指令进行解析，并将最终的指令和数据传输给BCU;同时将来自制动控制器的状态数据和故障信息通过该网关送至列车控制网络，系统结构如图3所示。图3BCU通信网关系统结构本文将通过硬件和软件两部分来介绍BCU图1CRH2型动车组列车控制网络结构通信网关的设计。3.2BCU通信网关硬件设计2网关协议转换分析网关硬件主要由处理器、存储器、时钟电路、复位2.1HDLC协议分析电路、RS485和光纤通信接口电路等几部分组成。其结HDL

8、C协议是通信领域中应用较广泛的协议之一，构框图如图4所示。处理器选用基于ARM7TDMT内核它